鱼粉的不同理化特性对饲料膨化、淀粉糊化和硬度的影响

膨化鱼饲料颗粒的生产要求严格，为获得较好的产品质量和密度规范，膨化鱼饲料的物理质量变得尤其重要，因为在运输过程中通常使用袋装、散装及气输系统，如果颗粒质量差，在外界压力条件下很容易受到挤压磨损降低产品质量（Aarseth等，2006）。饲料颗粒的磨损包括破碎和磨损两种现象，通常采用硬度试验（破碎）和气动耐久性试验（破碎和磨损）相结合的方法进行测定。饲料颗粒的物理质量对鱼生物反应的影响还鲜有详细的研究。Hilton等（1981）报道，挤压膨化饲料较蒸汽颗粒饲料喂养的鳟鱼胃排空时间较长，增重较低，但饲料转化率较高，这是由于膨化饲料具有较高的物理、水耐久性及较高的系水力。大多数关于鱼类营养的研究未讨论饲料物理质量对其生长的影响。下沉和漂浮性能的变化，硬度、水耐久性可能是潜在的、不可控的变量，同时加上试验误差，这些都会影响动物生物学反应。颗粒质量通常可以通过加入淀粉等黏结剂及调节膨化过程中的水分、蒸汽量和机械能来提高，同时蛋白质也可以提高膨化饲料的硬度（Blanche和Sun，2004）。蛋白质聚合物基本上是由20个初级氨基酸组成的，可以产生许多可能的排列顺序，它们之间可以相互作用，产生化学反应（Hernandez-lzquierdo和Krochta，2008），因此，膨化蛋白原料较膨化淀粉原料较复杂。鱼粉是影响膨化饲料物理质量和理化性能的一种与植物蛋白原料有很大区别的动物蛋白原料（Draganovic等，2011），但目前关于鱼粉对膨化饲料颗粒制粒影响的研究报道较少。因此，本试验研究鱼粉不同理化特性对饲料膨化、淀粉糊化和硬度的影响。

1　材料与方法

1.1　试验材料　试验选择15批不同鱼粉生产厂家的原料（挥发性盐基氮含量为20～25 mg/100氮），所有的鱼粉均采用低温干燥，粉碎过2～8 mm 筛，试验中选择的鱼粉物理和化学特性的范围见表1。

1.2　饲料混合、膨化、干燥和冷却　饲料的组成参考表2，每种饲料含1个批次的鱼粉。15种饲料混合物按照膨化、干燥和冷却工艺进行加工，工艺指标参考Riaz（2000）的研究报道。

DOI：10.15906/11-2975/s.20190219

饲料加工机械与工艺

鱼粉的不同理化特性对饲料膨化、淀粉

糊化和硬度的影响

郭正富

（四川宜宾职业技术学院，四川宜宾 644003）

[摘要]本研究的目的是鉴定鱼粉的理化性质，及其对机械能、淀粉糊化、颗粒耐久性及硬度的影响。试验基于膨化、干燥和包被条件评估了鱼粉的13种理化特性。利用最小二乘法回归建立多变量模型（R2=0.91-0.97）。机械能的升高水平伴随着系水力和颗粒平均粒径的显著降低（P＜0.05），但蛋白溶解度和可溶蛋白（分子量＜0.2 kDa）显著升高（P＜0.05）。淀粉糊化度的升高伴随着系水力的显著降低（P＜0.05）及蛋白溶解度的显著升高（P＜0.05）。颗粒硬度的升高显著降低pH和不溶性蛋白（P＜0.05），同时显著升高了盐分及分子大小为5～6、20～35及＞60 kDa 的水溶性蛋白成分（P＜0.05）。鱼粉作为一种理化特性复制的蛋白原料，其物理化学性质对测定的机械能、淀粉糊化度、耐久性和硬度均有很大影响。主成分分析和最小二乘法回归是识别鱼粉特性的有效方法。

[关键词]鱼粉；理化特性；淀粉糊化；硬度

[中图分类号] S963.72 [文献标识码] A [文章编号] 1004-3314(2019)02-0085-05

表2　饲料混合物中配方的平均组成　

g/kg 原料组成含量

鱼粉738±15

面粉202±0.5

鱼油43.5±14.5

维生素预混料11.2±0.1

微量元素预混料 4.5±0.05

虾青素0.80±0.02

1.3　理化特性　油吸附性和系水力参考Li和Lee（1996）的研究方法测定，颗粒大小采用气愤筛进行测定。50 g鱼粉加入蒸馏水，在室温下用酸度计测定pH，蛋白分子大小用紫外吸收法在220 nm波长下测定，分子质量大小分为＜0.2 kDa，5～6 kDa，11～12 kDa，20～35 kDa及＞60 kDa。其他理化特性指标均参考Artz等（1990）的研究方法。

1.4　膨化颗粒特性　采用葡萄糖淀粉酶法测定淀粉糊化度。饲料颗粒的耐久性用Holmen颗粒测试机测定，100 g过8 mm筛的样品通过高速气流120 s，之后过8 mm筛，称量后表示为耐久性。颗粒硬度用饲料硬度仪测定。所有指标测定结果均做3个平行样品。

1.5　统计分析　采用最小二乘回归模型模拟鱼粉的理化性质对相关变量（机械能、淀粉糊化度和硬度）的影响。从预测均方根误验证回归模型的预测能力和最小二乘分量的最优个数（Martens和Martens，2001）。在分析之前，每个变量都是以均值为中心，并通过减去均值并除以变量的标准差来标准化。

2　结果与分析

2.1　膨化及制粒过程机械能、淀粉糊化和硬度　鱼粉不同物理和化学组成的差异及膨化及制粒过程机械能、淀粉糊化和硬度的差异分别见表1和表3。制粒过程的不同硬度和颗粒持久性直接存在正相关性，但膨化过程不同机械能和制粒过程淀粉不同的糊化度与颗粒硬度和持久性的相关性很小。颗粒硬度和持久性与水溶蛋白（分子大小＜0.2，5～6及20～35 kDa）、蛋白溶解度、盐分及容重具有正相关。水不溶蛋白、油吸附力及pH 具有负相关性。机械能和淀粉糊化度与蛋白溶解度具有正相关，但与系水力为负相关。试验观察到的平均机械能为±0.2 Wh/kg，淀粉糊化度为±20 g/kg（2.6%总淀粉）、持久性±2%（2.1%）及硬度±2N（5.5%）。

表3　膨化及制粒过程机械能、淀粉糊化和硬度项目范围均值标准差机械能/（Wh/kg）9.5-2116.5 4.2

淀粉糊化度/（g/kg）420-850720130耐久性/%1-1006540

硬度/N5-1334939

2.2　机械能、淀粉糊化和硬度的最小二乘法回归模型　由表4可知，模型中局部最小二乘分量的最优个数在各模型间的差异和观测值及预测值高度相关（表5，R2=0.91～0.97），且无异常值。制粒过程中的机械能存在很大的差异（表3，9.2～21 Wh/kg），这种差异主要是基于5个鱼粉的显著差异（表4）。机械能的升高水平伴随着系水力和颗粒平均粒径的显著降低（P＜0.05），但蛋白溶解度和可溶蛋白（分子量＜0.2 kDa）显著升高（P＜0.05）。

在较低切变膨化条件下，淀粉糊化度标红越大，其中最大值为850 g/kg总淀粉（表3），这种差异主要是基于2个鱼粉的显著差异（表4）。

表1　鱼粉和饲料混合物的物理和化学特性项目范围均值标准差容重/（kg/cm3）313～59046771压缩密度/（kg/cm3）514～72065352

油吸附力/（g/g）0.75～1.330.900.15

系水力/（g/g） 1.60～2.40 1.920.27粒径/μm75～26513570

粉状粒级/%7.0～24.515.5 6.7 pH6～6.52 6.250.17干物质/（g/kg）890～94092212

粗蛋白质/（g/kg）710～76073819

水溶蛋白/（g/kg）90～27520054水不溶蛋白/（g/kg）395～51046534脂肪/（g/kg）45～998318.5

灰分/（g/kg）79～12210012.5

水分/（g/kg）72～108848.5

盐分/（g/kg） 5.7～31.512.88.5蛋白质溶解度/（%氮含量） 6.5～9.07.60.8